基于样本挑选的多通道合成孔径雷达系统通道均衡方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于物理领域，具体涉及合成孔径雷达系统领域中基于样本挑选策略的通 道均衡方法。
【背景技术】
[0002] 在合成孔径雷达领域，为了检测地面运动目标，需排除来自杂波背景的干扰，因而 需进行杂波抑制。最常用且最有效的解决方案是，利用多通道技术所获得的空域自由度完 成杂波抑制。为了获得较好的杂波抑制性能，通常需要对通道间的幅度和相位误差进行补 偿，也即需要进行通道均衡处理。
[0003] 目前，合成孔径雷达中的通道均衡技术主要在二维频率域进行。Ender在文献 "J.H.G.Ender,'Theairborneexperimentalmulti-channelSARsystemAER-II, ? inP;roc·EUSAR，Kδnigswinte;r，Ge;rmany，Ma;r·1996，pp·49 - 52·"中提出自适应二 维校准（A2DC)方法，在二维频率域以自适应迭代的方式完成通道校准。此外，Gierull在 文南犬"C.H.Gierull,'Digitalchannelbalancingofalong-trackinterferometric SARdata, 'DRDC，Ottawa,ON,Canada,Tech.Rep.TM2003-024，Mar. 2003. " 中 引入了一种称为解斜处理（de-trending)的方法，该方法实现简单，但其仅仅补偿了通道 间的干涉相位斜面，而对于幅度误差则没有进行补偿。因此，对于一些幅度误差补偿也很 重要的场合，更倾向于选择A2DC方法。另一种有趣的方法是文献"M.Soumekh,'Signal subspacefusionofuncalibratedsensorswithapplicationinSARanddiagnostic medicine, ?IEEETrans,onImageProcess. ,vol. 8,no. 1,pp. 127-137,Jan. 1999. "中提出的基于信号子空间处理（SSP)的通道均衡技术，该方法通过将待校准的图 像数据投影至由参考图像数据所表征的信号子空间中，完成通道间的幅度和相位误差的补 偿。由于SSP方法中的信号子空间表示与信号投影等操作均很耗时，实际应用中更倾向于 选择A2DC方法。
[0004] 上述A2DC方法的自适应权训练在整个距离频率轴和整个多普勒频率轴上进行。 由于旁瓣区和噪声区内的样本的引入会降低通道均衡的效果，所以需采取挑选位于主波束 内样本进行自适应权值训练的策略，以提高通道均衡的性能。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有通道均衡技术进行自适应权训练时使用了全部样本的不足，提出 一种基于样本挑选的通道均衡方法，通过挑选主波束内的样本进行自适应权值训练，可以 有效避免旁瓣区和噪声区内的样本带来的性能下降问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供的基于样本挑选的多通道合成孔径雷达系统通道均 衡方法的具体步骤如下： 步骤一、迭代初始化； 步骤二、距离频率域校准； 步骤三、多普勒域校准； 步骤四、迭代终止条件判决。如果满足迭代终止条件则结束，不满足则返回步骤二。
[0007] 进一步，所述步骤一中的迭代初始化包括：初始化迭代次数计数器、初始化距离频 率域平均规范系数和初始化多普勒频率域平均规范化系数。
[0008] 进一步，所述步骤二包括： 步骤2.1、选取满足的所有样本和|f_||y|y|，其中， 龜^齡自通道1的初始数据，次迭代处理后来自通道2的数据，fc为距 尚频率，義-为多普勒频率，=H2 > /35： 为/[目号的多普勒中 心频率； 步骤2. 2、在距离频率域进行自适应权训练：
其中，穩類，:_为信号的采样频率； 步骤2. 3、计算距离频率域的平均规范化系数：
其中，_|_||表示求均值操作； 击骤2. 4、亦距富颇銮域讲杆白话府诵i首柃准：
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[0009] 进一步，所述步骤三包括： 步骤3.1、选取满足:的所有样本和其中，
为第自次迭代中经过距离频率域校准后的来自通道2的数据， 为信号在距离频率域的频带宽度； 步骤3. 2、在多普勒域进行自适应权训练：
其中，祕!參囊謂轉1_1__|，pip为信号的脉冲重复频率； 步骤3. 3、计算多普勒域的平均规范化系数：
步骤3. 4、在多普勒域进行自适应通道校准：
[0010] 进一步，所述步骤四的迭代终止条件为~奴$ + | <tcr4。如果不满足迭 代终止条件，则且返回步骤二迭代进行自适应校准。
[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 第一，相比A2DC方法，本发明排除了旁瓣区和噪声区内的样本的影响，因而能获得更 优的通道均衡性能； 第二，相比SSP方法，本发明在二维频率域进行自适应权值训练，没有繁杂而又耗时的 信号子空间表示与信号投影等操作，具有方法流程设计简单、速度快和精度高的优点； 第三，相比解斜处理（de-trending)方法，本发明同时补偿了幅度误差和相位误差，具 有更优的性能。
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【附图说明】 图1是本发明实施例提供的基于样本挑选的多通道合成孔径雷达系统通道均衡方法 的操作流程图。
[0013] 图2是SAR回波在距离频率域的有用信号区域和噪声区域的示意图。
[0014] 图3是SAR回波在多普勒频率域的主瓣区域和旁瓣区域的示意图。
[0015] 图4a~图4c是本发明实施例提供的基于样本挑选的多通道合成孔径雷达系统通 道均衡方法，在实测数据处理时，选取样本的区域范围图示。图4a为二维频域；图4b为距 离频域；图4c多普勒频率域。
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【具体实施方式】
[0017] 参照图1，首先输入多通道的合成孔径雷达数据。不失一般性，仅考虑两个通道， 且通道1为参考通道，通道2为待校准通道。分别将来自通道1和通道2的二维频率域的 数据记为和莫为距离频率，__为多普勒频率。图2给出了SAR回波在距离频率域的有用信号区域和噪声区域的示意图。可以看出，信号的距离频率域频 带范围为謂1，_为信号的采样频率。而有用信号的频带范围为 二[-民为信号在距离频率域的频带宽度。图3给出了SAR回波 在多普勒频率域的主瓣区域和旁瓣区域的示意图。可以看出，信号的多普勒域频带范围为 藝遽議I謹I，为信号的脉冲重复频率。而信号的多普勒主瓣所对 应的频率区间为<